Тепловизоры – приборы, позволяющие получать температурно-контрастное изображение наблюдаемой сцены и видеть объекты в темноте. Одним из крупнейших российских разработчиков и производителей этих устройств является Центральный научно-исследовательский институт «Циклон» холдинга «Росэлектроника» Госкорпорации Ростех.
«Циклоновские» тепловизоры уже стоят на снабжении в российской армии, МВД, специальных службах РФ, а также используются в гражданских целях и экспортируются. Высокая чувствительность, способность обнаруживать объекты в полной темноте и в любых метеоусловиях дали специалистам повод сопоставить характеристики тепловизоров с остротой зрения хищных птиц. Поэтому названия многих изделий «Циклона» отсылают к этому отряду пернатых − «Сыч», «Неясыть», «Кречет» и другие. Недавно к птичьему семейству присоединился «Совенок», который позволяет управлять техникой и вести наблюдение за местностью в условиях нулевой видимости.
О том, как устроен тепловизор, чем он отличается от приборов ночного видения, как «видит» сквозь огонь, дым и в полной темноте – в нашем материале.
Игра в «холодно-горячо»
Во все времена злоумышленники старались совершать свои «темные» дела в темное время суток. Сегодня это становится делать все сложнее благодаря тому, что появляются все более современные устройства, позволяющие видеть в темноте. В прошлом веке распространение получили приборы ночного видения, работа которых основывается на улавливании слабого света, который отражают все предметы. С развитием технологий стал более доступным другой тип приборов – тепловизоры.
В общем виде тепловизор состоит из объектива, чувствительной матрицы и электронного блока обработки сигнала.
Объективы могут иметь различные конструкции, но входящие в их состав линзы изготавливают из прозрачных для инфракрасного излучения материалов − например, из германия. Производители современных матриц научились сводить количество используемого германия к минимуму, а для добычи металла в нашей стране есть собственные месторождения.
Тепловое излучение от наблюдаемых объектов через объектив проецируется на чувствительную к инфракрасному (тепловому) излучению матрицу (сенсор). Получаемый с сенсора сигнал в электронном блоке преобразуется в видеосигнал, который передается на монитор (дисплей).
В портативных тепловизионных приборах − например, в прицелах для стрелкового оружия − видеосигнал передается на микродисплеи. «Циклон» является единственным в России серийным изготовителем таких OLED-микродисплеев.
Где нужно тепловидение?
Сегодня тепловизоры востребованы в самых разных сферах человеческой деятельности: строительстве, энергетике, безопасности, в промышленном производстве и даже в медицине.
Благодаря тепловизорам появилась возможность исследовать инфраструктурные объекты дистанционно и не прерывая их работы, проводить энергоаудит зданий, экономить ресурсы, вовремя осуществлять текущий ремонт и даже предотвращать техногенные катастрофы. Спасатели применяют тепловидение для поиска пострадавших в завалах и при задымлениях. Тепловизоры все активнее используются для контроля технологических процессов и в промышленной безопасности. Поскольку приборы отображают изменяющиеся во времени тепловые характеристики объектов, они могут помочь врачам получить информацию о состоянии организма человека, увидеть участки тела с аномальной температурой, свидетельствующей о заболевании или даже о начале заболевания. Простота метода позволяет использовать тепловизоры для скрининга и оперативного обнаружения некоторых злокачественных новообразований.
С удешевлением технологий тепловизоры стали доступны и для частного использования. Особенно высок интерес к приборам у охотников. Причем тепловизионные прицелы используют на охоте не только ночью, но и днем – в хороший тепловизионный прицел даже небольшого зверя видно издалека, а значит шансы сразить его выстрелом вырастают.
Экипировка «Ратник»
Но, безусловно, основным потребителем различной тепловизионной техники являются силовые ведомства. Современные тепловизоры устанавливаются на бронетехнику, самолеты, корабли, огнестрельное оружие, ими оснащаются большинство систем наблюдения, систем охраны периметров, участки государственной границы. Тепловизоры входят в современную «умную» экипировку военнослужащих разных родов войск и разных специальностей.
С помощью тепловизора можно не только увидеть людей, технику и другие объекты в полной темноте, в условиях применения противником маскировки, постановки дымовых завес, но и обнаружить последствия прошлой деятельности. Например, найти тлеющие костры или рассмотреть следы от установки свежих мин и многое другое. Также тепловизор способен отличить настоящий летательный аппарат от ложных тепловых целей, так называемых «тепловых ловушек».
Техника «Циклона»
Московский ЦНИИ «Циклон», созданный в 1960-е годы, является единственным в России сертифицированным разработчиком и производителем неохлаждаемых тепловизоров и систем технического зрения на их основе. Сегодня предприятие разрабатывает и выпускает телевизионные камеры и каналы, работающие в SWIR и УФ-диапазоне, авиационные фотоаппараты, охлаждаемые тепловизоры, лазерные дальномеры, гиростабилизированные платформы и многое другое. Предприятие разрабатывает и выпускает, в том числе, многоспектральные многоканальные оптико-электронные системы различного назначения, где тепловидение − лишь одна из функций.
Всем оптическим устройствам института традиционно присваиваются орнитологические названия. И это объяснимо – птицы, особенно хищные, обладают гораздо более развитым зрением, чем человек. Конечно, ночные хищники не видят в инфракрасном спектре, но их светочувствительные глаза позволяют им успешно летать и охотиться ночью. А самыми зоркими считаются птицы отряда соколиных. Поэтому в арсенале «Циклона» появились такие устройства, как «Сыч», «Кречет», «Неясыть», «Сапсан» и другие «пернатые».
Тепловизоры «Сыч»
Наиболее актуальными в линейке портативных тепловизоров института являются модели серии «Сыч». Эти приборы предназначены для круглосуточного поиска, наблюдения объектов в простых и сложных метеоусловиях, а также при задымлении и запылении во время проведения поисково-спасательных работ, выявлении очагов возгорания. Тепловизоры серии «Сыч» активно используются сотрудниками силовых ведомств, их можно встретить и на погранзаставах, и в отрядах специального назначения.
В последний год на предприятии разработана целая линейка новых приборов серии «Сыч», которые успешно прошли испытания и получены положительные отзывы от представителей различных ведомств и подразделений. Приборы серии «Сыч» способны обнаружить человека на расстоянии 1,2 км, при этом вес в разных вариантах комплектациях составляет от 0,9 до 1,2 кг. На предприятии разработаны и гражданские модели портативных тепловизоров, превосходящих по своим техническим характеристикам многие зарубежные образцы.
Тепловизионные прицелы «Шахин»
«Шахин» (вид пустынных соколов) – неохлаждаемый тепловизионный прицел, устанавливающийся на винтовки, карабины и автоматы. В 2018 году на предприятии выпустили обновленную версию прицела, к которой сразу проявили интерес представители силовых структур. Устройство помогает бойцу обнаруживать цели в любое время суток, позволяет вести огонь из положений лежа и с колена.
Через объектив «Шахина» в условиях темноты или задымленности можно увидеть человека на расстоянии до 1 км. «Шахин» − компактный, легкий и надежный прицел. Блок электронной обработки устройства позволяет хранить данные о семи типах оружия, а также вводить поправки при стрельбе.
Приборы наблюдения и разведки «Неясыть-ПС»
«Неясыть-ПС» − это качественно новая стационарная система для периметровой охраны. Свое название она унаследовала от ранее серийно выпускаемых на «Циклоне» изделий «Неясыть», не имеющих на тот момент аналогов и ставших настоящей легендой из-за высоких тактико-технических характеристик, низкой стоимости владения и повышенной надежности. В основе прибора лежал неохлаждаемый тепловизор.
Работа прибора «Неясыть». Видео: ЦНИИ «Циклон»
Двухканальный атермальный тепловизионный прибор наблюдения и разведки «Неясыть-ПС», разработанный специалистами «Циклона», предназначен для круглосуточного наблюдения в условиях сложной метеообстановки, а также для получения температурно-контрастного изображения наблюдаемой сцены и обнаружения слабо контрастных предметов.
В прошлом году прибор «Неясыть-ПС» был признан отечественными экспертами лучшим оптическим прибором для выявления беспилотных летательных аппаратов. При этом изделие может использоваться достаточно широко: интегрироваться в существующие и проектируемые системы охраны объектов, участков государственной границы, железных и автомобильных дорог, мостов, прибрежных территорий и др.
Обзорно-наблюдательные приборы «Совенок»
Последняя новинка производства НИИ − обзорно-наблюдательный прибор «Совенок» − была представлена на выставке «Интерполитех-2019» в октябре текущего года. Это дальнейшее развитие всепогодных комплексных устройств с применением тепловизионного компонента. Компактные размеры «Совенка» − всего 13 см в диаметре и около 3 кг веса – позволяют использовать его на автомобилях, маломерных судах, беспилотниках. Крепится устройство с помощью магнита.
В состав «Совенка» включены тепловизор, встроенная видеокамера с разрешением Full HD и гиростабилизированная платформа, помогающая снимать в движении. Устройство позволяет вести съемку на расстоянии до 3 км при плохой погоде, в темноте, дыму или тумане. «Совенок» подключается к большинству мультимедийных устройств, может управляться с компьютера и мобильного приложения.
Для патрулирования территории или охраны общественного порядка может быть полезным программное обеспечение «Совенка», позволяющее захватывать и сопровождать движущиеся объекты в автоматическом режиме. Также в настоящее время ведутся разработки искусственного интеллекта, который поможет устройству идентифицировать объекты, попадающие в камеру.
